(57)【要約】【課題】経済的で効率よく熱回収する装置を備えた、より実用的な有機廃棄物処理炉を提供する。【解決手段】焼却炉は、ダイオキシンの発生という問題がある。  本考案の有機廃棄物処理炉は、外気を永久磁石５ａによる磁場を通過させて取り入れる吸気部材５を側壁に複数設け、有機廃棄物を酸素不足の状態で無火炎燃焼させて処理する。そして、炉内に側壁から１０〜１５ｃｍ離して有機廃棄物を囲むように熱交換器８を配置している。この熱交換器８は、熱媒体が横方向へつづら折状に流れるように樋８ｂを形成した略平板状の熱回収材８Ａ〜８Ｄを複数個配置して構成している。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
外気を永久磁石による磁場を通過させて取り入れる吸気部材を側壁に複数設け、有機廃棄物を酸素不足の状態で無火炎燃焼させて処理する有機廃棄物処理炉において、熱媒体を流通させる流路を形成させた略平板状の熱回収材を炉内に側壁から離して有機廃棄物を囲むように複数個配置した熱交換器を備えたことを特徴とする有機廃棄物処理炉。
【請求項２】
前記熱回収材は、矩形の平板状の容器に形成し、該容器内に、横方向に長いリブを等間隔に固設し、該リブの両端側は交互に切り欠いて熱媒体がつづら折に流れるように流路を形成したことを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物処理炉。
【請求項３】
前記熱回収材は、二枚の板を溶着して形成され、すくなくとも一枚の板はプレスにより、横方向へ一定間隔で半円状に形成するとともに両端部を連通して熱媒体がつづら折に流れるように流路を形成したことを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物処理炉。
【請求項４】
前記熱回収材は、矩形の平板状の容器に形成し、上端に熱対流による高温の熱媒体を取り出す流出口を備えたことを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物処理炉。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、有機廃棄物を無火炎燃焼によって処理する炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜屑、残飯、紙屑、植物の剪定屑など有機廃棄物は、焼却炉で高温で焼却されているが、ダイオキシンの発生が問題となり、再燃焼装置を付けるなどのほか、十分な管理をして焼却を行う必要があり、小型のものは不経済で実用的なものはできなくなっている。
【０００３】
この点に鑑み、近年、無火炎燃焼によって有機廃棄物を処理する小型の処理炉が開発されている（例えば、特許文献１，２）。
特許文献１，２の有機廃棄物処理炉は、燃焼空気の吸気通路に磁石を設け、磁場を通過させた外気を炉内へ供給して有機廃棄物を酸素不足の状態で無火炎燃焼させることにより、ダイオキシン類の発生を抑制している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３６２４９号公報。
【特許文献２】特開２００４−３３９６６号公報。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献の有機廃棄物処理炉は、大量のセラミックス灰を必要とし、大量の有機廃棄物を処理することはできないが、ダイオキシンなどの有害物質の生成がなく、燃料や廃棄物の撹拌などの動力も必要とせず、設置スペースが小さく、また、運転管理も簡便なので、農家や病院など小規模の事業所で使用するには好適なものといえる。
しかし、単に有機廃棄物を処理するだけでなく、熱エネルギを回収して利用できるようにしてほしいという要望がある。
【０００６】
そこで、本考案は、大きさを変えずに経済的で効率よく熱回収する装置を備えた、より実用的な有機廃棄物処理炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の有機廃棄物処理炉は、上記の目的を達成するため次の手段を採った。すなわち、外気を永久磁石による磁場を通過させて取り入れる吸気部材を側壁に複数設け、有機廃棄物を酸素不足の状態で無火炎燃焼させて処理する有機廃棄物処理炉において、熱媒体を流通させる流路を形成させた略平板状の熱回収材を炉内に側壁から離して有機廃棄物を囲むように複数個配置した熱交換器を備えたことを特徴としている。
【０００８】
有機廃棄物処理炉の形状は直方体、円筒体など特に問わない。
熱交換器は複数の熱回収材からなり、熱回収材は、側壁から離して側壁に沿うように配置する。側壁から離す距離は、伝熱効率の点から、１０ｃｍ以上にするのが望ましい。なお、熱回収材は有機廃棄物を囲むように配置するが、例えば、三方を囲むなど、周囲すべてを囲わなくてもよい。
熱回収材の構成は、内部に熱媒体を流通させる流路を形成させた略平板状のもので、ステンレスなど耐腐食性の強い材料を使用する。なお、形状は矩形に限らず、例えば、円筒形でもよい。また、熱媒体は、水が一般的であるが、他の液体でもよく、また空気でもよい。
熱媒体を流通させる流路は、配管をつづら折に配置するなど適宜なものとすることができる。なお、熱回収材は、有機廃棄物処理炉の上方から設置できるように構成するのが望ましい。
【０００９】
熱回収材は、望ましくは、請求項２に記載のように、矩形の平板状の容器内に、横方向に長いリブを等間隔に固設し、リブの両端側は交互に切り欠いてつづら折に流れるように流路を形成したものとするとよい。
また、請求項３に記載のように、熱回収材は、二枚の板を溶着して形成され、すくなくとも一枚の板はプレスにより、横方向へ一定間隔で半円状に形成するとともに両端部を連通して、つづら折に流れるように流路を形成してもよい。なお、請求項１〜３の考案においては、熱媒体を流す方向は、上から下、または、下から上のいずれでもよい。
さらに、熱回収材のより簡便な手段としては、請求項４に記載のように、矩形の平板状の容器に形成し、上端に熱対流による高温の熱媒体を取り出す流出口を備えたものとしてもよい。なお、流入口は流出口の対角である下端に設けるか、上端から該下端へ配管すればよい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の有機廃棄物処理炉は、上記説明したように、有機廃棄物を酸素不足の状態で無火炎燃焼させて処理する炉内に、熱媒体を流通させる流路を形成させた略平板状の熱回収材を炉内に側壁から離して有機廃棄物を囲むように複数個配置した熱交換器を備えたので、有機廃棄物の処理に伴い、経済的に効率よく熱を回収できる。また、熱交換器は、炉内に設置されるので別途スペースを必要とせず、既設の炉体にそのまま設置でき、実用上の効果多大である。
【００１１】
また、熱回収材は、請求項２に記載のように、矩形の平板状の容器に形成し、該容器内に、横方向に長いリブを等間隔に固設し、該リブの両端側は交互に切り欠いて熱媒体がつづら折に流れるように流路を形成すれば、配管に比べ簡素なものとなり、故障が少なく掃除も簡便であり、かつ、安価にできる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、熱回収材は、二枚の板を溶着して形成され、すくなくとも一枚の板はプレスにより、横方向へ一定間隔で半円状に形成するとともに両端部を連通して熱媒体がつづら折に流れるように流路を形成すれば、軽量化できるとともに安価にできる。
【００１３】
さらに、請求項４に記載のように、熱回収材は、矩形の平板状の容器に形成し、上端に熱対流による高温の熱媒体を取り出す流出口を備えたものとすれば、より、簡便安価なものとすることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
本考案の有機廃棄物処理炉の実施の形態を、図１〜図９に基づいて以下に具体的に説明する。
図８は、本考案の実施例の有機廃棄物処理炉の全体を示す斜視図で、図１は断面図である。
処理炉１は１．８ｍ×１．８ｍ×１．８ｍの立方体状であり、側壁は断熱を図るため２重構造としている。そして、上部に廃棄物を投入するための投入口２と、燃焼ガスを導入して処理する処理水槽３が設けられている。図において、４は、処理済みの排気を放出するための煙突である。
【００１５】
処理炉１の最下部には、火種を入れる開口１１が設けられ、それより若干上の高さの位置に複数の吸気部材５が設けられている。この吸気部材５は、外気を炉内へ磁場を通過させて自然流入させるもので、先端部に永久磁石５ａを備えるとともに、吸入量調整弁５ｂを備えている。
【００１６】
炉内には熱交換器８が配設されており、６は、その始端に接続された水供給口、また、７は、その終端に接続された熱水取出口である。
熱交換器８は、図２に示すように、４個の熱回収材８Ａ〜８Ｄで、それぞれ側壁から１０〜１５ｃｍ離して四方を囲むように配置されている。また、下端は炉内の底板から１５〜２０ｃｍ浮かせて、上端をステー１２で側壁に支持されている（図１参照）。
熱回収材８Ａ〜８Ｄは同じものであり、熱回収材８Ａは、図３に示すように、樋付板８ａと覆い板８ｃとからなり、図２では覆い板８ｃを外した状態で示しているが、重ね合わせて周囲を溶着している。なお、８ｆは炉壁に固定するための取付用孔である。
【００１７】
樋付板８ａは、矩形の板に横に長い樋材８ｂが一定の間隔で固設されたものであり、両端部は、交互に切欠かれている。そして、最上段の右端には吸入管８ｄが付設されており、最下段の左端には流出管８ｅが付設されている。
このように構成されているので、覆い板８ｃが溶着された状態では、熱回収材８Ａの吸入管８ｄ（＝水供給口６）から供給された水は最上段の樋材８ｂに仕切られた樋を左方へ流れ、左端で次の下の段に移動して右方へ流れ、右端では次の段へ移動し最下段で流出管８ｅから排出される。そして、流出管８ｅは熱回収材８Ｄの吸入管８ｄにホース８ｇで連結されているので、熱媒体である水は熱回収材８Ｄへ流れ、続いて熱回収材８Ｃ、熱回収材８Ｂへと流れ、流出管８ｅ（＝熱水取出口７）から系外へ取り出される。
なお、熱回収材８Ａ〜８Ｄはそれぞれ、炉壁に支持されており、互いに連結はされていない。
また、吸気部材５は炉側壁を貫通して、熱回収材８Ａ〜８Ｄの下方を潜って炉内中央部へ配設されている。
【００１８】
このように、構成された有機廃棄物処理炉の作用について次に説明する。
有機廃棄物は、朝と夕方に投入し、有機廃棄物処理炉を連続して稼働させる。
処理炉１内の下部には、有機廃棄物が処理されたセラミックス灰が溜まっており、通常はこのセラミック灰は取り出さずにそのまま利用する。
まず、投入口２を開放して有機廃棄物を上方から投入する。有機廃棄物は、例えば、ビニールや塩ビなどの石油製品および紙や段ボールなど燃え易いものは下になるように、また、野菜屑や残飯など水分の多いものは上になるようにして投入する。投入が終わったら、投入口２を閉鎖して、種火（新聞紙を丸めて点火）を開口１１を開けてセラミック灰に投入する。そして、炉内温度を見ながら、吸気部材５の吸入量調整弁５ｂを調整して吸入外気を制御する。また、熱水取出口７の取り出す量を制御する。
【００１９】
有機廃棄物は、図９に示す、Ａ〜Ｅの段階を経て処理される。Ａは、野菜屑、紙屑、剪定屑など、Ｂは、塩化ビニールや発泡スチロールなどの合成樹脂製包装材で、Ａ，Ｂとも投入されて時間が経っておらず未処理状態である。
Ｃは、投入されてから一定時間が経過した有機廃棄物であって、下部からの熱と炉内温度により乾燥が行われている状態のものである。この段階では、乾留ガスが発生し、側壁にタールとして付着する。
Ｄは処理中のもので、ここでは、酸素不足の状況下にあってセラミックス灰の蓄熱作用と磁場を通過させた外気の作用とによって有機廃棄物を熱分解して炭化させる。そしてＥはセラミック灰の状態である。
【００２０】
投入された有機廃棄物は処理が進むにつれ、体積が減少し下降するので、上からゴミを継ぎ足すことが可能である。なお、金属やビンなどのガラスは、処理できないが、誤って投入しても、処理されずにそのまま残るので後で取除くことができる。
処理中に発生した排気ガスは、処理炉１の上部の処理水槽３へ導かれ、処理水槽３内を循環し未燃性ガスが除去され、煙突から排出される。なお、処理水槽３内に貯水された水は、木酢と同様なものである。
【００２１】
熱交換器８に供給された水（ここでは井戸水を使用）は、循環しながら周囲から熱を吸収して昇温し熱水取出口７から取り出される。この熱源は暖房に使用するほか、発電に使用するなど用途は自由である。
なお、有機廃棄物を投入したときは、炉内温度は急激に低くなるが、時間の経過とともに高くなるので、熱交換器８の水は炉内温度と連動させて供給水量を制御すればよい。また、炉内温度は通常、３５０度Ｃより高くはならないので、熱交換器８の耐熱対策は特に必要とはしない。
【００２２】
考案者等は熱交換器を配置した場合と、これが無い場合について有機廃棄物の処理効率を調査したが、ほとんど差は見られなかった。なお、この点については、有機廃棄物の性状が大きく関係しており、処理する有機廃棄物と種々ある有機廃棄物の混合の仕方によって処理効率が変化する。一般的には、処理効率を上げるようにすれば、熱源の回収量も大きくなる傾向にある。
【００２３】
次に、熱交換器の別の実施例（請求項３の考案）を、図４および図５に基づいて説明する。
熱交換器９は、上記と同様、側壁から１０〜１５ｃｍ離して４枚の熱回収材９Ａ〜９Ｄで四方を囲むように配置されている。熱回収材９Ａ〜９Ｄは同じものであり、熱回収材９Ａは、図５に示すように、樋付板９ａと覆い板９ｆとからなり、重ね合わせて周囲を溶着している。なお、９ｈは熱回収材９Ａ〜９Ｄを炉壁に固定するための取付用孔である。
【００２４】
樋付板９ａは、矩形の板にプレスによって横に長い半円状の樋部９ｂを一定の間隔で形成するとともに、両端部は、継ぎ部９ｃが形成されている。そして、覆い板９ｆが固設された状態では、図５（ｂ）に示すように、桶部９ｂの谷の部分である凹部９ｊを覆い板９ｆと連続して溶着している。
このように構成されているので、最上段の右端に固設された吸入管９ｄから供給された水は最上段の樋材９ｂで形成された樋を左方へ流れ、左端で次の段に移動して右方へ流れ、最下段で流出管９ｅから排出される。
なお、上記の実施の形態では、覆い板９ｆは平板状のものとしたが、これも樋付板９ａと同じものとして、流路を略円形としてもよい。
【００２５】
次に、熱交換器の別の実施例（請求項４の考案）を、図６および図７に基づいて説明する。
熱交換器１０は、図６に示すように、上記と同様、４枚の熱回収材１０Ａ〜１０Ｄで四方を囲むように配置されている。熱回収材１０Ａは、図７に示すように、平板状の基材１０ｃに四方の端部が折り曲げられた皿状の容器材１０ａが溶着され、薄い直方体の容器を形成し、内部に補強材１０ｂが水平に２個固設されている。
そして、上端部の一方に吸入管１０ｄが、他方には流出管１０ｅが固設されている。吸入管１０ｄは、先端部は容器材１０ａの底部まで延設されている。なお、１０ｆは熱回収材１０Ａ〜１０Ｄを炉壁に固定するための取付用孔である。
【００２６】
このように構成されているので、最上段の右端に固設された吸入管１０ｄ（＝水供給口６）から供給された水は熱回収材１０Ａの底部へ供給され、炉内の温度によって暖められ温度の高いものが熱対流によって上昇する。補強板１０ｂはその端部側が交互に切欠かれ、吸入管１０ｄの供給水が流出管１０ｅへ短絡しないように邪魔板としても機能する。
熱回収材１０Ａの流出管１０ｅは、熱回収材１０Ｄの吸入管１０ｄに連結されているので、熱媒体である水は熱回収材１０Ｄへ流れ、また、同様に接続されているので、熱回収材１０Ｃ、熱回収材１０Ｂへ順次流れ、流出管１０ｅ（＝熱水取出口７）から系外へ取り出される。
【００２７】
なお、上記の実施態様では、熱回収材から流出したものを次の熱回収材へ順次供給するもので説明したが、各熱回収材に熱媒体を供給して回収するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本考案の有機廃棄物処理炉の実施の形態を示す正面断面図である。
【図２】同、熱交換器を示す斜視図である。
【図３】同、熱回収材を示す斜視図で、（ａ）は覆い板８ｃを、（ｂ）は樋付板８ａを示す斜視図である。
【図４】同、熱交換器の別の例（請求項３の考案）を示す斜視図である。
【図５】同、（ａ）は熱回収材を示す斜視図で、（ｂ）はＸ視縦断面図である。
【図６】同、熱交換器の別の例（請求項４の考案）を示す斜視図である。
【図７】同、熱回収材を示す斜視図である。
【図８】同、有機廃棄物処理炉全体の外観斜視図である。
【図９】同、有機廃棄物の処理状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  処理炉
２  投入口
３  処理水槽
３ａ  排出口
４  煙突
５  吸気部材
５ａ  永久磁石
５ｂ  吸入量調整弁
６  水供給口
７  熱水取出口
８  熱交換器
８Ａ  熱回収材
８Ｂ  熱回収材
８Ｃ  熱回収材
８Ｄ  熱回収材
８ａ  樋付板
８ｂ  樋材
８ｃ  覆い板
８ｄ  吸入管
８ｅ  流出管
８ｆ  取付用孔
８ｇ  ホース
９  熱交換器
９Ａ  熱回収材
９Ｂ  熱回収材
９Ｃ  熱回収材
９Ｄ  熱回収材
９ａ  樋付板
９ｂ  樋部
９ｃ  継ぎ部
９ｄ  吸入管
９ｅ  流出管
９ｆ  覆い板
９ｇ  ホース
９ｈ  取付用孔
９ｊ  凹部
１０  熱交換器
１０Ａ  熱回収材
１０Ｂ  熱回収材
１０Ｃ  熱回収材
１０Ｄ  熱回収材
１０ａ  容器材
１０ｂ  補強材
１０ｃ  基材
１０ｄ  吸入管
１０ｅ  流出管
１０ｆ  取付用孔
１１  開口
１２  ステー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003127645.tif 000009
【図８】
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【図９】
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